Gravitationswellen / Einsteiger-Tour Teil 1: Rhythmische Verzerrungen

Die Raumzeitstörung, die sich fortpflanzt, ist eine bestimmte Art der Abstandsverzerrung, und die Wirkung einer Gravitationswelle besteht denn auch darin, die räumlichen Abstände zwischen frei fallenden Objekten rhytmisch zu verzerren.

Für den einfachsten Fall einer solchen Welle lässt sich die Verzerrung wie folgt veranschaulichen. Angenommen, wir befinden uns einmal mehr im Weltraum, fernab aller Gravitationsquellen. Auf dem Fussboden unserer Raumschiffkabine legen wir aus verschiedenfarbigen Sandkörnern das folgende Mandala-Bild:

Einstein-Mandala ohne Einfluss der Gravitation

Wohlgemerkt handelt es sich bei den einzelnen Sandkörnern um freie Teilchen, die schwerelos über dem Fussboden unserer Kabine schweben.

Eine einfache Gravitationswelle, die durch dieses Mandala läuft, verzerrt die Abstände zwischen den Sandteilchen so, wie in der folgenden animierten Abbildung zu sehen. In dem dargestellten Fall läuft die Welle aus Richtung des Computerbildschirms auf den Betrachter zu und durchquert dabei das Mandala.

Einstein-Mandala unter dem Einfluss von Gravitationswellen

Das Zusammenspiel von Verlängerungen und Verkürzungen der Abstände – Streckung in die eine Richtung, gleichzeitige Stauchung in die andere – und der Umstand, dass die Verzerrungen in einer Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung stattfinden, sind allgemeine Eigenschaften von Gravitationswellen.